Cose dell’altro mondo, potremmo dire, affacciandoci alla conoscenza dell’Antartide, la terra ghiacciata che si trova come avrebbero detto gli antichi, agli antipodi (dai termini greci “anti” cioè contro e “podos” cioè piede), in pratica per loro “una terra giacente nell’emisfero australe e diametralmente opposta alla Terra conosciuta”. A quei tempi non si conosceva la sfericità del globo eppure il termine era già calzante. Le scoperte geografiche e infine la visione della Terra dallo spazio hanno fotografato la spettacolare realtà di questo unicum continentale lontano e separato da tutto il resto delle terre emerse. Da ben trent’anni l’Italia partecipa a spedizioni e ricerche tra i ghiacci senza tempo e all’impegno di conoscere attraverso questa porzione antichissima della terra, la storia più antica del nostro pianeta, le evoluzioni nel trascorrere delle ere del clima e della composizione dell’atmosfera e cercando le risposte agli interrogativi sul futuro guardando non a caso a quanto è accaduto nel più lontano e remoto passato.

Con questo articolo cominciamo un piccolo excursus di alcune puntate sul Programma Nazionale di Ricerca in Antartide condotto dall’Italia nel quale affronteremo diversi aspetti della vita e del lavoro in quelle spettacolari ma non certo agevoli condizioni climatiche estreme. Il primo appuntamento è con il Direttore del Dipartimento Terra Ambiente del Consiglio Nazionale delle Ricerche, Enrico Brugnoli, con il quale entriamo in confidenza con la materia.

Quali sono gli obiettivi del Programma e come si sono evoluti nel corso del tempo? E in primo luogo perché è così importante la ricerca antartica?

L’Italia è presente in Antartide dal 1985 con un programma scientifico governativo noto come PNRA (Programma Nazionale di Ricerche in Antartide) finanziato dal Ministero per l’Istruzione, l’Università e la Ricerca Scientifica (MIUR). In questi trenta anni di attività l’Italia ha investito circa 700 milioni di Euro per ricerche mirate a comprendere sia aspetti peculiari dell’Antartide che fenomeni di portata globale, per l’organizzazione delle spedizioni, la costruzione delle base italiana a Baia Terra Nova e di quella italo-francese “Concordia” a Dome C. L’Antartide esercita una profonda influenza soprattutto sul clima dell’emisfero meridionale ma anche sulla circolazione atmosferica globale, sulla temperatura e sulle correnti oceaniche e viene per questo considerata un prezioso laboratorio naturale.

L’Antartide è il quinto per ampiezza dei sette continenti. Ha una superficie di 12,1 milioni di chilometri quadrati (circa una volta e mezzo quella degli Stati Uniti e 45 volte quella dell’Italia). In inverno, intorno alla parte continentale si forma un’estesa fascia di ghiaccio marino che può raggiungere anche i 20 milioni di chilometri quadrati. Per oltre il 98% è ricoperto di ghiaccio che rappresenta circa l’80% di acqua dolce del mondo. A causa della spessa copertura ghiacciata è anche il più elevato di tutti i continenti, con un’altitudine media di circa 2.500 m. Ed è anche il luogo più freddo della Terra, caratterizzato da bassissime temperature durante tutto l’anno. Nell’agosto 2010 è stata rilevata da satellite sul plateau antartico la temperatura più bassa in assoluto, pari a meno 93,2 gradi centigradi. Presso la base francese Dumont d’Urville è stata anche registrata una velocità del vento di 320 km/h.

È facile intuire come in un luogo così ostile qualunque attività sia tutt’altro che semplice. Ecco perché lo svolgimento di programmi scientifici in Antartide ha sempre coinvolto una forte componente logistica: portare uomini e mezzi a quelle latitudini, costruire basi di appoggio per realizzare ricerche scientifiche in mare, su terra ed in aria, allestire osservatori e campi di ricerca. Questo concetto è stato anche alla base di tutta l’opera dell’Ing. Mario Zucchelli per quasi un ventennio. Con lui le collaborazioni con i programmi antartici si sono intensificate notevolmente, avviando fra l’altro, l’accordo di cooperazione con la Francia che porterà, fra il 1993 e il 2005, alla realizzazione della stazione Concordia, una delle tre basi permanenti sul plateau antartico.

Su quali risorse e strutture si basano le diverse linee d’azione e come le potrebbe descrivere in dettaglio?

L’Antartide, è un continente sepolto sotto i ghiacci e tuttora il meno conosciuto dal punto di vista geologico. La ricerca italiana ha dato un notevole contributo alla conoscenza di queste aree avviando sin dagli inizi un vasto programma di rilievi geologici, geomorfologici, glaciologici e geofisici che hanno portato alla elaborazione di modelli sull’evoluzione geologica della Terra Vittoria Settentrionale. L’attività di ricerca è stata svolta anche nell’ambito di impegnativi programmi internazionali quali, ad esempio GIGAMAP (German Italian Geological Antartic Map Program) E GITARA (German Italian Aeromagnetic Research an Antartica) in collaborazione anche con ricercatori, statunitensi e neozelandesi. L’esplorazione geologica e geofisica dei margini continentali, del Mare di Ross e della penisola Antartica ha portato a riconoscerne e delinearne le strutture profonde, le discontinuità e le zone di transizione.

La ricostruzione stratigrafica delle serie marine è la base per impegnativi programmi di perforazione. L’Italia ha partecipato ai progetti di perforazione profonde delle sequenze sedimentarie quali Cape Roberts Project e ANDRILL che hanno fortemente contribuito alla storia climatica degli ultimi 34 milioni di anni e al progetto EPICA che ha permesso, mediante l’analisi di carote di ghiaccio lunghe fino a 3270 m, estratte presso la stazione Concordia, la ricostruzione climatica dettagliata degli ultimi 800.000 anni mettendo in evidenza otto cicli climatici naturali della durata di circa 100.000 anni. Per quanto riguarda le perforazioni del ghiaccio si deve anche ricordare TALDICE a Talos Dome, a guida italiana, che ha raccolto un dettagliato record stratigrafico nel ghiaccio degli ultimi 320 mila anni.

L’Antartide inoltre è un luogo privilegiato per effettuare osservazioni astronomiche e di fisica dello spazio. Le ragioni risiedono nella trasparenza atmosferica nell’Infrarosso e nelle microonde; nella stabilità delle condizioni ambientali (ad es. la lunga notte antartica) che consente di sfruttare al meglio il tempo di osservazione; nella mancanza di inquinamento luminoso e disturbi a radiofrequenza, essenziali per ottenere una sensibilità elevata; nella possibilità di osservare una sorgente (ad esempio il Sole durante l’estate australe) o una regione di cielo continuativamente per lungo tempo.

Quali vantaggi possono venire (o sono già venuti) dalla ormai lunghissima esperienza italiana e internazionale in Antartide?

L’Antartide è un luogo unico per ricostruire la storia climatica recente del Pianeta attraverso lo studio dei ghiacci continentali e dei sedimenti che si sono accumulati al margine del continente. Le bolle d’aria racchiuse nel ghiaccio a diverse profondità conservano la memoria della composizione chimica dell’atmosfera del passato e possono essere prelevate ed analizzate mediante perforazioni profonde del ghiaccio. I sedimenti marini invece sono gli unici che possono fornire indicazioni di come i cambiamenti climatici hanno influito sulla composizione (acidità) e temperatura degli oceani. Inoltre, a differenza dei ghiacci, essi possono conservarsi per milioni di anni sotto ai bordi della calotta Antartica e ci permettono quindi di leggere la storia del nostro pianeta, andando molto indietro nel tempo. Nell’area della Baia Terra Nova, prospiciente la base italiana Mario Zucchelli, la presenza di una polynya (zona marina permanentemente libera dai ghiacci) ha permesso lo sviluppo di un ecosistema unico per biodiversità. I risultati delle ricerche svolte in questo trentennio dal PNRA hanno permesso di ottenere per due siti costieri di questa parte del Mar di Ross lo status di Aree Antartiche Specialmente Protette (ASPAs), importanti passi in avanti nella tutela dell’ambiente antartico.

Il trattato antartico è sempre un argine alle mire e agli interessi delle diverse nazioni che compiono ricerche nel continente ghiacciato?

Il Sistema del Trattato Antartico è un insieme di accordi internazionali che mirano a regolamentare la gestione delle risorse viventi e dell’ambiente nel grande continente ghiacciato. Il Sistema comprende:
• Il Trattato Antartico del 1959 e le raccomandazioni adottate durante le Riunioni delle Parti Consultive;
• Il Protocollo di Madrid del 1991 sulla Protezione Ambientale;
• La Convenzione di Londra del 1972 sulla Protezione delle Foche Artiche;
• La Convenzione di Canberra del 1980 per la Conservazione delle Risorse Marine;
• La Convenzione di Wellington del 1988 per la Gestione delle Attività Minerarie.
Quest’ultima non è mai entrata in vigore pur costituendo un riferimento normativo generalmente condiviso.

Il Trattato di Washington costituisce la base giuridica del sistema antartico. Il Trattato è stato firmato a Washington l’1 dicembre 1959 ed è entrato in vigore il 23 giugno 1961, ponendo i principi guida per la gestione delle risorse del continente. L’Italia ha aderito il 18 marzo del 1981. Il Trattato Antartico sancisce il principio della libertà della ricerca scientifica a scopo pacifico, interdicendo ogni attività di carattere militare e vietando esercitazioni che comportino esplosioni nucleari e il deposito di materiale radioattivo. Per concretizzare un simile obiettivo, il Trattato si propone di favorire la libertà di ricerca e la cooperazione internazionale tra le Parti, attraverso una costante attività di scambio informativo e di personale scientifico tra le diverse basi di ricerca. Il Trattato dispone infine il congelamento delle pretese di sovranità territoriale delle Parti sull’Antartide, funzionale ad un utilizzo pacifico del continente. Ad oggi aderiscono 50 Paesi, così suddivisi:
• 27 Parti Consultive, aventi diritto di voto, potere decisionale vincolante all’unanimità e controllo sull’osservanza del Trattato. Tale status è aperto a tutte le Parti che svolgano concrete attività di ricerca in Antartide;
• 23 Parti Contraenti, costituite da quei Paesi che non svolgono alcuna attività in Antartide, non avendo quindi acquisito i diritti di cui sopra.

L’unico organo previsto dal Trattato è l’Assemblea degli Stati Consultivi (ATCM). Essa si riunisce annualmente e comprende tutti i paesi firmatari, i rappresentanti delle Convenzioni e diversi osservatori. Solo i Paesi Consultivi hanno diritto di voto. Nel 2003 è stata concordata la creazione di un Segretariato Permanente dell'ATCM (con sede a Buenos Aires), con funzioni di coordinamento e supporto.

La conoscenza del pianeta da quelle estreme latitudini può dare risposte per orientare le scelte in tema di salvaguardia dell’ambiente. Cosa ci dice la terra in mezzo ai ghiacci?

Nel quadro del PNRA, lo studio dei cambiamenti climatici si basa su una estesa e completa rete di osservazioni in atmosfera ed in mare che si è sviluppata e integrata nel corso degli anni. L’Oceano Antartico è il motore della circolazione oceanica. Ogni variazione del suo stato si riflette direttamente sulle modificazioni del clima del pianeta. Le campagne oceanografiche italiane affrontano la formazione e la dinamica delle acque antartiche e il loro impatto climatico. Rilievi effettuati ad ogni traversata fra la Nuova Zelanda e l’Antartide hanno consentito di delineare la struttura idrologica dell’oceano ed i fronti che caratterizzano il sistema antartico. Fra i numerosi risultati delle campagne oceanografiche si è verificato che, contrariamente alle aspettative, l’Oceano Antartico non è solo un pozzo di CO2, ma talvolta ne risulta una sorgente. Inoltre le campagne oceanografiche italiane hanno confermato la preoccupazione che il riscaldamento del clima provochi un’inibizione di quel processo di formazione delle acque di fondo e richiamo di acque temperate che gioca un ruolo determinante nell’evoluzione del clima del pianeta.

Mediante le perforazioni del ghiaccio sono stati fino ad ora studiati i mutamenti climatici avvenuti nel corso degli ultimi 800 mila anni, evidenziando così la stretta interdipendenza tra variazioni di temperatura, variazione della concentrazione atmosferica di anidride carbonica e circolazione atmosferica (a sua volta connessa con la circolazione oceanica). La perforazione profonda a Dome C nell’ambito del progetto EPICA ha prodotto una carota di ghiaccio completa, ossia dalla superficie al basamento roccioso, e il materiale ottenuto ancora viene analizzato per comprendere il clima del passato. Oggi si sta cercando di ottenere ghiacci ancora più antichi così da ottenere carote di ghiaccio che consentano di ricostruire il clima degli ultimi 1,5 milioni di anni. Nei ghiacci sono inoltre conservate polveri di eruzioni vulcaniche vicine e lontane, particelle di origine terrestre ed extraterrestre, meteoriti, pollini, sostanze inquinanti e le ricadute da esplosioni nucleari (il cosiddetto fallout).

La stagione di ricerca in corso su quali ambiti si sviluppa, quali sono i filoni interessati?

Il programma del triennio 2014-2016 prevede l’esecuzione di spedizioni scientifiche in Antartide, con attività da svolgere sia presso stazioni scientifiche antartiche italiane e di altri paesi, sia nell’ambito di campagne oceanografiche di tipo fisico e chimico, biologico-ecologico e geologico-geofisico in diverse aree dell’Oceano Meridionale. Per i possibili e opportuni confronti e correlazioni bipolari sono previste anche attività nella regione artica. Il programma strategico del PNRA per il triennio 2014-2016 si sviluppa, da un lato, nell’impegno per continuare il rilancio del PNRA avviato nel 2009/2010, dopo la crisi degli anni 2006-2008, con l’intento di rimotivare e rinnovare la comunità scientifica nazionale, aggiornare ed adeguare il sistema strumentale nazionale e le infrastrutture in Antartide, e, dall’altro, di riagganciare il “treno” della cooperazione/competizione internazionale partito come legacy phase dell’anno polare internazionale nell’orizzonte temporale del 2020 ed oltre. L’individuazione delle linee strategiche di lungo periodo non può prescindere dalla realtà che il PNRA ha creato nei sui 30 anni di vita:
• due stazioni scientifiche, una costiera con attività solo nell’estate australe, una continentale con attività durante tutto l’anno;
• una rete sismologica nella Penisola Antartica (ASAIN);
• gli osservatori permanenti presso le stazioni Concordia e Mario Zucchelli;
• le infrastrutture di supporto alla ricerca (rete laboratori nazionali, strumentazione di campagna di interesse generale, sistemi di raccolta e conservazione di reperti e dati).

Il funzionamento delle infrastrutture antartiche impone il noleggio biennale di una nave cargo, il noleggio annuale di mezzi aerei intra-e intercontinentali e il noleggio sulla base di opportunità di idonee navi da ricerca. A partire da queste infrastrutture e attraverso l’utilizzo di piattaforme fisse e mobili di altri paesi si stanno realizzando alcuni accordi internazionali “opportunity driven” che, insieme ad altre iniziative che auspicabilmente si svilupperanno, potranno costituire l’ossatura dei programmi triennali del PNRA dei prossimi 10 anni.